一種引線框架鍍銅方法及引線框架、引線框架排的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了引線框架和引線框架排，屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，它解決了如何小型化封裝結(jié)構(gòu)的問題。該引線框架包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引線，所述多根引線包括芯片引線和接腳引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引線與所述芯片座斷開，所述多根引線為片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述引線所在平面平行而不共面。采用引線平面和芯片座平面不共面，則芯片可放置在芯片座的離引線平面更近的一表面上。則芯片的厚度不會額外增加整個封裝后的芯片的厚度，有利于芯片封裝結(jié)構(gòu)的小型化。
【專利說明】一種引線框架鍍銅方法及引線框架、引線框架排

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種引線框架，特別是一種更易制造的引線框 架和引線框架排。

【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體封裝技術(shù)已經(jīng)是非常成熟的工藝，引線框架是引線框架作為集成電路的芯 片載體，是一種借助于鍵合材料（金絲、鋁絲、銅絲）實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路引出端與外引線的 電氣連接，形成電氣回路的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，它起到了和外部導(dǎo)線連接的橋梁作用，絕大部分的 半導(dǎo)體集成塊中都需要使用引線框架。
[0003] 目前引線框架基本上均采用銅基合金作為主要材料。但是隨著銅價的上漲， 引線框架的成本大幅上升，給企業(yè)帶來了很大壓力。如何采用新材料替代銅合金已經(jīng) 成為亟待解決的問題?，F(xiàn)有技術(shù)為解決該問題提供了多種解決方案，例如申請?zhí)枮?CN201010152911.8的中國專利"應(yīng)用在功率半導(dǎo)體元器件中的鋁合金引線框架"，其采 用鋁合金作為基體材料，并電鍍多層電鍍層，此種方案結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。又如申請?zhí)枮?CN200780011289. 5的中國專利"用于半導(dǎo)體QFN/S0N器件的鋁引線框架"，其將鋅層和鎳層 鍍在引線段沒有被封裝材料覆蓋的部分，其成本較高。
[0004] 另外，隨著半導(dǎo)體集成化程度越來越高，對半導(dǎo)體器件的尺寸要求越來越小，而對 處理能力的高要求使得芯片在尺寸和體積上縮減的空間有限，因此如何小型化主要在封裝 結(jié)構(gòu)上。如何提供一種能夠減小封裝結(jié)構(gòu)的體積，是行業(yè)內(nèi)都在考慮的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種引線框架和引線框架 排。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：提供一種引線框架鍍銅方法，所述引 線框架基體由鋁合金制成，所述鍍銅方法包括步驟：
[0007] S1 :脫脂去油，藥水成分及含量：
[0008] 氫氧化鈉：30-45%，偏硅酸鈉：35-40%，除油劑：4(^/1，在501：-701：進行脫脂去 油；
[0009] S2 :預(yù)鍍：電鍍液配方及含量為：
[0010] 硫酸鎳：300-700g/L，硫酸鈉：8-10g/L，氯化鎳：20-25g/L，氯化鈉：2-5g/L ;
[0011] 電鍍參數(shù)為：溫度：80-90°C，電流密度：150-170A/dm2,電鍍液PH :3-4 ;
[0012] S3 :鍍銅：電鍍液配方及含量為：
[0013] 硫酸銅：130-150g/L，氯化銅：20-30g/L，鹽酸：30-40mol/L，銅光亮劑：0· 1-0. 3g/ L〇
[0014] 進一步地，在步驟S1和S2之間還包括浸鋅步驟，所述浸鋅步驟包括：
[0015] 一次浸鋅步驟：將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為35_45g/L，三氧化鐵濃 度為60-70g/L，氫氧化鈉濃度為200-250g/L的混合溶液中浸鋅，浸鋅溫度55-60°C;而后再 用溫度為50°C的清水洗滌；
[0016] 一次酸洗步驟：將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為50-100g/L，溫度為 30-40°C的硝酸溶液酸洗；
[0017] 二次浸鋅步驟：將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有350-400克氧化鐵，55-75克 氫氧化鈉的混合液中二次浸鋅，混合液溫度為55-60°C ;
[0018] 二次酸洗步驟：將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為700-750g/L的硝酸溶液 中二次酸洗，酸洗時間20-30分鐘，酸洗溫度55-70°C ;
[0019] 三次浸鋅步驟：將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為20-30g/L的溶液 中三次浸鋅，三次浸鋅溫度20-30°C。
[0020] 進一步地，在步驟S3后還包括抗氧化處理步驟；將鍍銅后的引線框架放入苯并三 氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為0. 6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10 分鐘。
[0021] 進一步地，所述鋁合金按照質(zhì)量百分比包括：鎂：0. 4-1. 5%、硅：0. 02-0. 8%、銅： 0· 2-0. 5 %、錳：0· 02-0. 2 %、鉻：0· 1-0. 3 %、鋯：0· 05-0. 25%，余量為鋁和不可避免的雜 質(zhì)。
[0022] 進一步地，鍍鋅層厚度為0. 1-0. 5微米，鍍鎳層厚度為0. 2-3微米，鍍銅層厚度為 3-20微米。
[0023] 本發(fā)明還提供一種引線框架，其包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引 線，所述多根引線包括芯片引線和接腳引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引 線與所述芯片座斷開，所述多根引線為片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述 引線所在平面平行而不共面。
[0024] 在上述的引線框架中，所述多根引線相互平行。
[0025] 本發(fā)明還提供一種引線框架排，為一金屬條中沖壓或蝕刻形成的多個依次連接的 上述的引線框架，每個所述連接片一側(cè)與所述引線框架的另一側(cè)連接，多個所述連接片前 后相接成一排。
[0026] 在上述的引線框架排中，每個所述連接片與所述引線框架的芯片座相接，且相接 處的表面刻有至少一道槽，所述槽延伸至相接處的整個延伸長度。
[0027] 在上述的引線框架排中，所述槽的深度大于所述連接片厚度的十分之一。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的引線框架采用鋁合金作為基體材料，在鋁合金表面鍍 銅層作為導(dǎo)電層，不僅節(jié)省了成本并且符合引線框架對于機械性能和電氣性能的各種要 求，同時，采用引線平面和芯片座平面不共面，則芯片可放置在芯片座的離引線平面更近的 一表面上。則芯片的厚度不會額外增加整個封裝后的芯片的厚度，有利于芯片封裝結(jié)構(gòu)的 小型化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的導(dǎo)線框架排的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是圖1所示導(dǎo)線框架排的A-A剖面圖；
[0031] 圖3是圖2所示導(dǎo)線框架排的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖中，各附圖標記對應(yīng)的零部件名稱為：
[0033] 1、連接片；2、芯片座；3、接腳引線；4、芯片引線；5、槽。

【具體實施方式】
[0034] 以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0035] 實施例1
[0036] 采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體：
[0037] 鎂：0. 4%、硅：0. 02%、銅：0. 5%、錳：0. 02%、鉻：0. 1%、鋯：0. 05%，余量為鋁以 及不可避免的雜質(zhì)。
[0038] 硅元素可加強鋁合金的耐腐蝕性能，提高屈服強度和彈性，但是過量的硅元素會 降低合金材料的焊接性能。
[0039] 錳元素能促進晶粒增長，提高合金的剛性，但是過量的錳元素會降低合金的耐腐 蝕性能。
[0040] 鉻元素能提高合金的強度、硬度和韌性，因此其含量較高，但是鉻元素和鋁元素結(jié) 合后會降低合金的電阻，不利于引線框架的導(dǎo)電性能。
[0041] 鋯元素提高合金的熱穩(wěn)定性，同時降低脆性，便于引線框架的冷加工，但是過量的 鋯元素會減低引線框架的熱加工性能。
[0042] 鎂元素極大提高合金的強度、低溫韌性和焊接性能，尤其適用于引線框架的使用， 但是過量鎂元素會因為生成非金屬雜質(zhì)，降低其他合金元素的作用。
[0043] 將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅：
[0044] 脫脂去油，藥水成分及含量：
[0045] 氫氧化鈉：30%，偏硅酸鈉：35%，除油劑：40g/L，在50°C -70°C進行脫脂去油；
[0046] -次浸鋅：將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為35g/L，三氧化鐵濃度為 60g/L，氫氧化鈉濃度為20g/L的混合溶液中浸鋅，浸鋅溫度55°C ;而后再用溫度為50°C的 清水洗滌；
[0047] -次酸洗：將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為50g/L，溫度為30°C的硝酸溶 液酸洗；
[0048] 二次浸鋅：將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有350克氧化鐵，55克氫氧化鈉的 混合液中二次浸鋅，混合液溫度為55°C ;
[0049] 二次酸洗：將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為700g/L的硝酸溶液中二次酸 洗，酸洗時間20分鐘，酸洗溫度55°C ;
[0050] 三次浸鋅：將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為20g/L的溶液中三次浸 鋅，三次浸鋅溫度20°C。
[0051 ] 預(yù)鍍：電鍍液配方及含量為：
[0052] 硫酸鎳：300g/L，硫酸鈉：8g/L，氯化鎳：20g/L，氯化鈉：2g/L ;
[0053] 電鍍參數(shù)為：溫度：80°C，電流密度：150A/dm2,電鍍液PH :3 ;
[0054] 鍍銅：電鍍液配方及含量為：
[0055] 硫酸銅：130g/L，氯化銅：200g/L，鹽酸：30mol/L，銅光亮劑：0· lg/L。
[0056] 抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為 〇. 6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0057] 實施例2
[0058] 采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體：
[0059] 鎂：1. 0%、硅：0. 5%、銅：0. 2%、錳：0. 04%、鉻：0. 3%、鋯：0. 1%，余量為鋁以及 不可避免的雜質(zhì)。
[0060] 將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅：
[0061] 脫脂去油，藥水成分及含量：
[0062] 氫氧化鈉：38%，偏硅酸鈉：35%，除油劑：40g/L，在50°C _70°C進行脫脂去油；
[0063] 一次浸鋅：將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為40g/L，三氧化鐵濃度為 65g/L，氫氧化鈉濃度為230g/L的混合溶液中浸鋅，浸鋅溫度57°C;而后再用溫度為50°C的 清水洗滌；
[0064] 一次酸洗：將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為80g/L，溫度為30°C的硝酸溶 液酸洗；
[0065] 二次浸鋅：將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有380克氧化鐵，60克氫氧化鈉的 混合液中二次浸鋅，混合液溫度為58°C ;
[0066] 二次酸洗：將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為750g/L的硝酸溶液中二次酸 洗，酸洗時間25分鐘，酸洗溫度55°C ;
[0067] 三次浸鋅：將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為25g/L的溶液中三次浸 鋅，三次浸鋅溫度25 °C。
[0068] 預(yù)鍍：電鍍液配方及含量為：
[0069] 硫酸鎳：500g/L，硫酸鈉：9g/L，氯化鎳：25g/L，氯化鈉：3g/L ;
[0070] 電鍍參數(shù)為：溫度：85°C，電流密度：160A/dm2,電鍍液PH :3 ;
[0071] 鍍銅：電鍍液配方及含量為：
[0072] 硫酸銅：140g/L，氯化銅：25g/L，鹽酸：30mol/L，銅光亮劑：0. lg/L。
[0073] 抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為 〇. 6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0074] 實施例3
[0075] 采用如下重量百分比的元素制成引線框架鋁合金基體：
[0076] 鎂：1. 5%、硅：0. 8%、銅：0. 2%、錳：0. 2%、鉻：0. 3%、鋯：0. 25%，余量為鋁以及 不可避免的雜質(zhì)。
[0077] 將制得的鋁合金引線框架基體按照如下步驟鍍銅：
[0078] 脫脂去油，藥水成分及含量：
[0079] 氫氧化鈉：45%，偏硅酸鈉：40%，除油劑：40g/L，在50°C -70°C進行脫脂去油；
[0080] 一次浸鋅：將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為45g/L，三氧化鐵濃度為 70g/L，氫氧化鈉濃度為250g/L的混合溶液中浸鋅，浸鋅溫度60°C;而后再用溫度為50°C的 清水洗滌；
[0081] 一次酸洗：將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為l〇〇g/L，溫度為40°C的硝酸溶 液酸洗；
[0082] 二次浸鋅：將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有400克氧化鐵，75克氫氧化鈉的 混合液中二次浸鋅，混合液溫度為60°C ;
[0083] 二次酸洗：將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為750g/L的硝酸溶液中二次酸 洗，酸洗時間25分鐘，酸洗溫度55°C ;
[0084] 三次浸鋅：將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為25g/L的溶液中三次浸 鋅，三次浸鋅溫度25 °C。
[0085] 預(yù)鍍：電鍍液配方及含量為：
[0086] 硫酸鎳：700g/L，硫酸鈉：10g/L，氯化鎳：25g/L，氯化鈉：5g/L ;
[0087] 電鍍參數(shù)為：溫度：90°C，電流密度：170A/dm2,電鍍液PH :4 ;
[0088] 鍍銅：電鍍液配方及含量為：
[0089] 硫酸銅：150g/L，氯化銅：30g/L，鹽酸：40mol/L，銅光亮劑：0· 3g/L。
[0090] 抗氧化處理；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為 0. 6g/L，硫基苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
[0091] 上述鍍鋅層厚度為0. 1-0. 5微米，鍍鎳層厚度為0. 2-3微米，鍍銅層厚度為3-20 微米。
[0092] 測試上述得到的鍍銅鋁合金引線框架的各項性能，測試結(jié)果見下表
[0093]

【權(quán)利要求】
1. 一種引線框架鍍銅方法，所述引線框架基體由鋁合金制成，其特征在于：所述鍍銅 方法包括步驟： 51 :脫脂去油，藥水成分及含量： 氫氧化鈉：30-45%，偏硅酸鈉：35-40%，除油劑：4(^/1，在501：-701：進行脫脂去油 ； 52 :預(yù)鍍：電鍍液配方及含量為： 硫酸鎳：300-700g/L，硫酸鈉：8-10g/L，氯化鎳：20-25g/L，氯化鈉：2-5g/L ; 電鍍參數(shù)為：溫度：80-90°C，電流密度：150-170A/dm2,電鍍液PH :3-4 ; 53 :鍍銅：電鍍液配方及含量為： 硫酸銅：130-150g/L，氯化銅：20-30g/L，鹽酸：30-40mol/L，銅光亮劑：0· 1-0. 3g/L。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線框架鍍銅方法，其特征在于：在步驟S1和S2之間還包 括浸鋅步驟，所述浸鋅步驟包括： 一次浸鋅步驟：將去油后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為35-45g/L，三氧化鐵濃度為 60-70g/L，氫氧化鈉濃度為200-250g/L的混合溶液中浸鋅，浸鋅溫度55-60°C ;而后再用溫 度為50°C的清水洗滌； 一次酸洗步驟：將一次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為50-100g/L，溫度為30-40°C的 硝酸溶液酸洗； 二次浸鋅步驟：將酸洗后的鋁合金基體放入每升含有350-400克氧化鐵，55-75克氫氧 化鈉的混合液中二次浸鋅，混合液溫度為55-60°C ; 二次酸洗步驟：將二次浸鋅后的鋁合金基體放入濃度為700-750g/L的硝酸溶液中二 次酸洗，酸洗時間20-30分鐘，酸洗溫度55-70°C ; 三次浸鋅步驟：將二次酸洗后的鋁合金基體放入鋅離子濃度為20-30g/L的溶液中三 次浸鋅，三次浸鋅溫度20-30°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的引線框架鍍銅方法，其特征在于：在步驟S3后還包括抗氧化 處理步驟；將鍍銅后的引線框架放入苯并三氮唑濃度為lg/L，，硫酸鋅濃度為0. 6g/L，硫基 苯并噻唑濃度為2g/L的混合液中處理5-10分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的引線框架鍍銅方法，其特征在于：所述鋁合金按 照質(zhì)量百分比包括：鎂：〇· 4-1. 5%、硅：0· 02-0. 8%、銅：0· 2-0. 5%、錳：0· 02-0. 2%、鉻： 0. 1-0. 3%、鋯：0. 05-0. 25%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的引線框架鍍銅方法，其特征在于：鍍鋅層厚度為0. 1-0. 5微 米，鍍鎳層厚度為0. 2-3微米，鍍銅層厚度為3-20微米。
6. -種由權(quán)利要求1至5任一項所述的引線框架鍍銅方法制得的引線框架，其特征在 于：包括芯片座和分布在所述芯片座一側(cè)的多根引線，所述多根引線包括芯片引線和接腳 引線，所述芯片引線與所述芯片座連接，所述接腳引線與所述芯片座斷開，所述多根引線為 片狀并在同一平面上，所述芯片座為片狀且與所述引線所在平面平行而不共面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的引線框架，其特征在于：所述多根引線相互平行。
8. -種引線框架排，其特征在于：為一金屬條中沖壓或蝕刻形成的多個依次連接的權(quán) 利要求6或7所述的引線框架，每個所述連接片一側(cè)與所述引線框架的另一側(cè)連接，多個所 述連接片前后相接成一排。
9. 如權(quán)利要求8所述的引線框架排，其特征在于：每個所述連接片與所述引線框架的 芯片座相接，且相接處的表面刻有至少一道槽，所述槽延伸至相接處的整個延伸長度。
10.如權(quán)利要求9所述的引線框架排，其特征在于所述槽的深度大于所述連接片厚度 的十分之一。
【文檔編號】H01L21/768GK104112705SQ201410250793
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】鄭康定, 曹光偉, 馮小龍, 段華平, 馬葉軍 申請人:寧波康強電子股份有限公司